O termotehničkoj homogenosti dvoslojne zidne strukture. O termotehničkoj ujednačenosti dvoslojne zidne konstrukcije Termotehnička ujednačenost ogradnih konstrukcija
Opis:
U nizu slučajeva * specifična potrošnja toplinske energije u starim panelnim zgradama i modernim kućama s monolitnim okvirom s dvoslojnim zidovima od gaziranog betona i obložene opeke praktički se ne razlikuje. Jedan od razloga za ovu pojavu je što su strukture dvoslojnih zidova često precijenjene u pogledu parametara toplinske zaštite.
A. S. Gorškov, Kand. tech. sci., direktor Znanstveno-obrazovnog centra "Monitoring i rehabilitacija prirodnih sustava" Federalne državne autonomne obrazovne ustanove visokog obrazovanja "Sankt Peterburg State Politechnic University"
P. P. Rymkevich, Kand. fiz.-mat. sci., profesor Odsjeka za fiziku Federalne državne obrazovne ustanove visokog stručnog obrazovanja „Vojno svemirska akademija im. A. F. Mozhaisky"
N. I. Vatin, doktor tehni. sci., profesor, direktor Instituta za građevinarstvo Federalne državne autonomne obrazovne ustanove visokog obrazovanja "Državno politehničko sveučilište St. Petersburg"
U nizu slučajeva * specifična potrošnja toplinske energije u starim panelnim zgradama i modernim kućama s monolitnim okvirom s dvoslojnim zidovima od gaziranog betona i obložene opeke praktički se ne razlikuje. Jedan od razloga za ovu pojavu je što su strukture dvoslojnih zidova često precijenjene u pogledu parametara toplinske zaštite. Stoga je proveden proračun smanjene otpornosti na prijenos topline dvoslojne zidne konstrukcije, koji je pokazao da njezine toplinske karakteristike ne zadovoljavaju ne samo potrebne, već i minimalno dopuštene regulatorne zahtjeve. U fazi projektiranja za to konstruktivno rješenje obično je koeficijent ujednačenosti toplinske tehnike 0,9, što je u mnogim slučajevima precijenjeno. Osim toga, dizajneri koriste nerazumne vrijednosti toplinske vodljivosti gaziranog betona.
Trenutno, u praksi projektiranja i izgradnje zgrada s monolitnim armiranobetonskim okvirom i podupiranjem vanjskih zidova na monolitnim ili montažno-monolitnim armiranobetonskim podovima, jedna od najčešćih opcija za punjenje vanjske toplinske zaštite ljuska je konstruktivno zidno rješenje koje se sastoji od dva sloja (slika 1):
- unutarnji nenosivi sloj izrađen od blokova od gaziranog betona debljine 300-400 mm, ovisno o području izgradnje i njegovim klimatskim parametrima;
- vanjski obložni sloj obložene opeke debljine jedne ili dvije cigle.
Opis strukture zidne ograde
U razmatranom konstruktivnom rješenju, unutarnji sloj zidnog ograde obavlja funkciju toplinske izolacije, vanjski sloj - funkciju zaštite od vanjskih klimatskih utjecaja, osigurava potrebnu trajnost fasada i oblikuje arhitektonski izgled zgrade. Vjeruje se da ovo dizajnersko rješenje ispunjava zahtjeve toplinske zaštite za većinu regija Ruske Federacije.
U Sankt Peterburgu tradicionalno rješenje je zidna ograda, u kojoj je debljina sloja gaziranog betona 375 mm (slika 1a).
Regulatorni zahtjevi
U SNiP 23-02-2003 "Toplinska zaštita zgrada" (u daljnjem tekstu - SNiP 23-02) utvrđena su tri pokazatelja toplinske zaštite za zgrade:
a) pojedini elementi ovojnice zgrade;
b) sanitarno-higijenski, uključujući temperaturnu razliku između temperatura unutarnjeg zraka i na površini ogradnih konstrukcija i temperatura na unutarnjoj površini viša od temperature rosišta;
c) specifična potrošnja toplinske energije za grijanje zgrade, koja omogućuje variranje vrijednosti svojstava toplinske zaštite različitih vrsta ovojnica zgrade, uzimajući u obzir prostorno-planska rješenja zgrade i izbor održavanja mikroklime sustava za postizanje standardizirane vrijednosti ovog pokazatelja.
Smanjena otpornost na prijenos topline R r 0 ogradne strukture treba uzeti ne manje od standardiziranih vrijednosti 1 R req, određen sa 2 ovisno o stupnju-danu ogrjevnog razdoblja (u daljnjem tekstu GSPC) građevinskog područja.
GSOP za stambene zgrade koje se nalaze na teritoriju Sankt Peterburga iznosi 3 4 796 °C dnevno, a normalizirana vrijednost smanjenog otpora prijenosa topline za vanjske zidove stambenih zgrada je 4 3,08 m 2 °C / W. Istodobno, 5 dopušteno je smanjenje normalizirane vrijednosti smanjenog otpora na prijenos topline za zidove stambenih i javnih zgrada za 37% ako su ispunjeni zahtjevi SNIP 23-02 (članak 5.1).
Dakle, u odnosu na slučaj koji se razmatra, minimalna dopuštena vrijednost smanjenog otpora prijenosa topline za vanjske zidove stambenih zgrada projektiranih na području Sankt Peterburga ne smije biti niža od 6 R min = 1,94 m 2 °C / W.
Svrha i ciljevi studije
Smanjena otpornost na prijenos topline R r 0 za vanjske zidove treba izračunati za fasadu zgrade ili za jedan međukat, uzimajući u obzir nagibe otvora bez uzimanja u obzir njihove ispune 7. Razmotrite na konkretan primjer kako je ovaj zahtjev zadovoljen u praksi.
Da bismo to učinili, izračunat ćemo smanjeni otpor prijenosa topline vanjskih zidova međukata tipične višestambene stambene zgrade s strukturnom shemom monolitnog okvira i dvoslojnim vanjskim zidovima (slika 1) i usporediti dobivenu vrijednost s normaliziranom R req i minimalno dopušteni R min vrijednosti smanjenog otpora na prijenos topline vanjskih zidova stambene zgrade.
Početni podaci za toplinski proračun
Građevinsko područje - Sankt Peterburg.
Namjena objekta je stambena.
Projektna temperatura: unutarnji zrak t h = 20 °C; vanjski zrak t n = –26 ° S.
Vlažna zona je vlažna.
Režim vlage u prostorijama zgrade je normalan.
Radni uvjeti ogradnih konstrukcija - "B".
Toplinske karakteristike materijala koji se koriste kao dio zidne ograde:
- cementno-pješčani mort γ o = 1.800 kg / m 3, λ B = 0,93 W / (m ° C);
– zidanje od cigle od obične glinene opeke na cementno-pješčanom mortu γ o = 1.800 kg / m 3, λ B = 0,80 W / (m ° C);
- zidanje od nearmiranih zidnih blokova od autoklaviranog gaziranog betona gustoće γ o = 400 kg / m 3, λ B = 0,14 W / (m ° C).
Granični uvjeti:
Izračunati koeficijent prolaza topline:
- unutarnja površina zida α int = 8,7 W / (m 2 ° C);
- prozorski blokovi α int = 8 W / (m 2 ° C);
- vanjska površina zidova, prozora α ext = 23 W / (m 2 ° C).
Sheme dizajna fragmenata vanjskih zidova prikazane su na Sl. 2.
Rezultati izračuna
Na temelju proračuna temperaturnih polja izračunava se smanjena otpornost na prijenos topline razmatranih fragmenata toplinske zaštitne ovojnice zgrade. Bit metode leži u modeliranju stacionarnog procesa prijenosa topline kroz ovojnice zgrade pomoću računalnih programa 8. Metoda je osmišljena za procjenu temperaturnog režima i izračunavanje smanjene otpornosti na prijenos topline ovojnica zgrade ili njihovih fragmenata, uzimajući u obzir geometrijski oblik, položaj i karakteristike strukturnih i toplinskoizolacijskih slojeva, temperaturu okoline i koeficijente prijenosa topline. površine.
Vrijednost smanjenog otpora prijenosu topline srednjeg međukataR r 0 se određuje na temelju proračuna smanjenog otpora određenog broja sekcija (fragmenata) R r 0, i uzimajući u obzir gubitke topline kroz krajeve podnih ploča, nagibe prozorskih otvora i balkonskih vrata (vidi tablicu), posebno sljedeće fragmente:
- prazni zidovi bez otvora, dimenzije: po visini - visina poda h= 3,0 m, u širini - 1,2 m (Sl.2a);
- zidovi s prozorskim otvorima, dimenzije: visina - visina poda h= 3,0 m, u širini - udaljenost između osi prozorskih otvora (slika 2b);
- zidovi s balkonskim vratima, dimenzije: visina - visina poda h= 3,0 m, u širini - razmak između osi zidova (slika 2c).
Smanjena otpornost na prijenos topline vanjskih zidova srednjeg međukata stambene zgrade R r 0, uzimajući u obzir površine zidnih presjeka duž pročelja zgrade, izračunate prema formuli (1) (vidi formule za izračun), iznosi 1,81 m 2 ° C / W.
Izračunavanje uvjetnog (bez uzimanja u obzir utjecaja toplinski vodljivih inkluzija na toplinsku ujednačenost zidova) otpora na prijenos topline R 0 razmatranog konstruktivnog rješenja (formula (2), formule izračuna), dobivamo 2,99 m 2 ° C / W.
Stoga koeficijent homogenosti toplinske tehnike r, razmatran na primjeru vanjskog zida tipičnog međukata, uzimajući u obzir nagibe otvora bez uzimanja u obzir njihova punjenja, bit će jednak 0,61 (formula (3), formule za dizajn).
Što utječe na koeficijent heterogenosti toplinske tehnike?
Za slično projektno rješenje dobivena je još niža proračunska vrijednost koeficijenta termotehničke homogenosti r = 0,48.
Razlike u koeficijentima homogenosti toplinske tehnike mogu biti posljedica razlika u projektnim rješenjima korištenim u projektu, kvantitativnom i kvalitativnom sastavu toplinski vodljivih inkluzija. Također, o kvaliteti ugradnje ovisi termotehnička heterogenost zidne konstrukcije.
Posebno se napominje da je, prema rezultatima snimanja 15 termograma, otpor prijenosu topline dvoslojnog vanjskog zida izmjeren u prirodnim uvjetima bio 1,3-1,5 m 2 ° C / W (uz uvjetni otpor prijenosa topline sa zida R 0 = 3,92 m 2 ° C / W). Ispada da stvarni koeficijent ujednačenosti toplinske tehnike može biti čak i manji od izračunate vrijednosti i biti u skladu s r= (1,3 ÷ 1,5) / 3,92 = 0,33 ÷ 0,38.
Kao jedan od mogućih razloga otkrivenog odstupanja navodi se nekvalitetna gradnja Gradilište blokovi nepravilnog oblika. Doista, prisutnost pukotina, lomova, rupa i drugih nedostataka na proizvodima može dovesti do prekomjernog trošenja morta, što djeluje kao dodatna toplinska vodljivost koja se ne uzima u obzir u izračunu.
Treba napomenuti da stvarni sadržaj vlage u gaziranim betonskim proizvodima u početnom razdoblju rada može znatno premašiti izračunati. S tim u vezi, toplinska vodljivost proizvoda od gaziranog betona može biti veća od izračunatih vrijednosti usvojenih u projektu, budući da toplinska vodljivost materijala ovisi o masnom sadržaju vlage.
Na temelju dobivenih proračuna formulirati ćemo sljedeće zaključke:
- Smanjena otpornost na prijenos topline R r 0 dvoslojne zidne konstrukcije koja se sastoji od unutarnjeg samonosivog sloja od nearmiranog porobetona zidnih blokova gustoće D400 i vanjskog obložnog sloja od obložene keramičke opeke debljine 120 mm, izračunato na temelju proračuna temperaturnih polja za tipična međukatnica stambene zgrade, iznosi 1,81 m 2°C/W.
- Dizajn razmatranog zidnog ograde (slika 1) ne zadovoljava regulatorne zahtjeve za toplinsku zaštitu ( R req = 3,08 m 2 °C / W).
- Konstrukcija zidnog ograde (slika 1) ne zadovoljava minimalno dopuštene zahtjeve toplinske zaštite ( R min = 1,94 m 2 °C / W).
- Koeficijent toplinske uniformnosti r konstrukcija vanjskog zida, izrađena od zidanih blokova od gaziranog betona razreda gustoće D400 s obloženim slojem obložene opeke, ne prelazi 0,61.
- Stvarna vrijednost koeficijenta termotehničke homogenosti razmatranog konstruktivnog rješenja, uzimajući u obzir kvalitetu proizvoda isporučenih objektu i kvalitetu njihove ugradnje, može se pokazati znatno nižom od izračunate vrijednosti.
- Kako bi se osigurali regulatorni zahtjevi za razinu toplinske zaštite vanjskih zidova zgrada kao dijela zidnog ograde (slika 1), ili povećajte debljinu blokova od gaziranog betona kao dijela dvoslojne zidne konstrukcije ili upotrijebite međusloj toplinski izolacijskih materijala s procijenjenom toplinskom vodljivošću ne većom od 0,05 W / m ° C. Toplinski izolacijski sloj treba postaviti između gaziranog betona i prednjih (sučelja) slojeva.
- U svim slučajevima za učinkovito uklanjanje vlage iz sastava zida, između sloja toplinske izolacije i obložene opeke, treba osigurati ventilirani razmak, čiji efektivni presjek (debljinu) treba odrediti proračunom.
Književnost
- Krivoshein A.D., Fedorov S.V. Na pitanje izračunavanja smanjenog otpora prijenosu topline Inzhenerno-stroitelnyj zhurnal. 2010. broj 8.
- Krivoshein A. D., Fedorov S. V. Korisnički priručnik za programski paket "TEMPER" za proračun temperaturnih polja ovojnica zgrade. Omsk: SibADI, 1997.
- Sokolov N.A., Gorshkov A.S. Toplinska vodljivost građevinskih materijala i proizvoda: razina usklađenosti ruskih i europskih građevinskih standarda // Građevinski materijali, oprema, tehnologije XXI stoljeća. 2014. broj 6 (185).
- Gagarin V.G. Termofizički problemi suvremenih zidnih ogradnih konstrukcija višekatnih zgrada. Academia. Arhitektura i graditeljstvo. 2009. broj 5.
- Nemova D.V., Spiridonova T.I., Kurazhova V.G. Nepoznata svojstva poznatog materijala // Izgradnja jedinstvenih zgrada i građevina. 2012. broj 1.
* Podatke o vrijednosti stvarne potrošnje energije stambenih zgrada različitih godina izgradnje prikupili su i analizirali autori članka. - Cca. izd..
1 U skladu sa zahtjevima SNiP 23-02 (str. 5.3).
2 Prema SNiP 23-02, tablica 4.
3 Prema zahtjevima RMD 23-16-2012 „Sankt Peterburg. Preporuke za osiguranje energetske učinkovitosti stambenih i javnih zgrada“, tablica 3.
4 Ibid., Tablica 9.
5 Prema zahtjevima SNiP 23-02, točka 5.13.
6 Vidi SNiP 23-02, formulu (8).
7 Prema zahtjevima SNIP 23-02, točka 5.6.
8 U našem slučaju proračun je izveden pomoću programskog paketa TEMPER 3D.
Slika H.1 - Sheme toplovodnih inkluzija u ograđenim strukturama
H.1 IZRAČUN KOEFICIJENTA TERMIČKE UNIFORMNOSTI PO FORMULI (12)
OVO PRAVI
Tablica H.1 - Određivanje koeficijenta
Koeficijent pri (slika H.1) |
||||||||||
Napomena - Oznake su uzete prema slici H.1. |
Primjer izračuna
Odrediti smanjenu otpornost na prijenos topline ploče s učinkovitom izolacijom (ekspandirani polistiren) i čeličnom oblogom industrijske zgrade.
Početni podaci
Veličina panela 6x2 m. Konstruktivne i toplinsko-tehničke karakteristike panela:
debljina čelične obloge 0,001 m, koeficijent toplinske vodljivosti ;
debljina izolacije od polistirenske pjene 0,2 m, koeficijent toplinske vodljivosti .
Prirubljivanje limenog materijala duž proširenih strana ploče dovodi do stvaranja toplinske vodljive inkluzije tipa IIb (slika H.1), širine = 0,002 m.
Postupak izračuna
Otpornost na prijenos topline dalje od inkluzije i spoja koji provodi toplinu:
Vrijednost bezdimenzionalnog parametra toplinske vodljive inkluzije prema tablici H.2
0,002 58 / (0,2 0,04) = 14,5.
Tablica H.2 - Određivanje koeficijenta
# G0 Shema toplovodnog spoja prema slici H.1 |
Vrijednosti koeficijenta pri (prema slici H.1 |
|||||||||
Prema tablici H.2, interpolacijom utvrđujemo vrijednost
0,43+[(0,665-0,43)4,5]/10=0,536.
Koeficijent, prema formuli (13)
Koeficijent toplinske ujednačenosti ploče prema formuli (12)
Smanjeni otpor prijenosu topline prema formuli (11)
H.2 IZRAČUN KOEFICIJENTA TERMIČKE UNIFORMNOSTI PO FORMULI (14)
OVO PRAVI
Primjer izračuna
Odrediti smanjeni otpor prijenosa topline jednomodulne troslojne armiranobetonske ploče sa fleksibilnim spojevima s prozorskim otvorom velike stambene zgrade serije III-133.
Početni podaci
Ploča debljine 300 mm sadrži vanjske i unutarnje armiranobetonske slojeve, koji su međusobno povezani s dva ovjesa (u zidovima), podupiračem koji se nalazi u donjoj zoni prozorske daske i odstojnicima: 10 - na vodoravnim spojevima i 2 - u području nagiba prozora (slika H. 2).
1 - odstojnici; 2 - petlja; 3 - privjesci;
4 - betonska zadebljanja (= 75 mm unutarnjeg armiranobetonskog sloja); 5 - podupirač
Slika H.2 - Konstrukcija troslojne ploče s fleksibilnim vezama
# M12293 0 1200037434 4120950664 4294967273 80 2997211231 403162211 2325910542 403162211 2520 S prikazana je tablica H.4. parametri dizajna ploče.
U području ovjesa i šarki, unutarnji betonski sloj ima zadebljanja koja zamjenjuju dio izolacijskog sloja.
Postupak izračuna
Struktura ograde sadrži sljedeće toplinske vodljive inkluzije: horizontalne i vertikalne spojeve, prozorske kosine, zadebljanje unutarnjeg armiranobetonskog sloja i fleksibilne spojeve (ovjese, podupirači, podupirači).
Za određivanje koeficijenta utjecaja pojedinih toplinskih vodljivih inkluzija, prethodno ćemo izračunati toplinske otpore pomoću formule (7) pojedinačna mjesta ploče:
u zoni zadebljanja unutarnjeg armiranobetonskog sloja
duž horizontalnog spoja
duž vertikalnog spoja
toplinski otpor ploče daleko od inkluzija koje provode toplinu
Uvjetna otpornost na prijenos topline od inkluzija koje provode toplinu
Budući da ploča ima okomitu os simetrije, određivanje naknadnih vrijednosti provodi se za polovicu ploče.
Odredite površinu polovice ploče bez uzimanja u obzir otvora prozora
Debljina panela = 0,3 m.
Odredimo površinu zona utjecaja i koeficijent za svaki prekidač koji provodi toplinu na ploči:
za horizontalni spoj
2,95/3,295=0,895.
Prema tablici H.3 = 0,1. Područje zone utjecaja prema formuli (15)
;
za vertikalni spoj
Tablica H.3 - Određivanje koeficijenta utjecaja
# G0 Vrsta spoja koji provodi toplinu |
Faktor utjecaja |
||||
Bez naslanja na unutarnje ograde |
Uz unutarnje ograde |
||||
Bez rebara |
S rebrima, mm |
||||
Prozorske kosine |
Bez rebara |
S rebrima, mm: |
|||
Fleksibilne vezice promjera, mm: |
|||||
Bilješke (uredi) |
|||||
1 Tablica prikazuje - toplinski otpor, odnosno, ploče izvan toplinske vodljive inkluzije, spoj, zadebljanje unutarnjeg armiranobetonskog sloja, određeno formulom (8); - udaljenost, m, od uzdužne osi prozora okvir do njegovog ruba i do unutarnje površine ploče. |
|||||
2 Međuvrijednosti treba odrediti interpolacijom. |
Prema tablici H.3 = 0,375. Područje zone utjecaja prema formuli (15)
;
za nagibe prozora na = 0,065 m i = 0,18 m, prema tablici H.3 = 0,374. Područje zone utjecaja polovice otvora prozora, uzimajući u obzir kutne dijelove, određuje se formulom (16)
za betonska zadebljanja unutarnjeg armiranobetonskog sloja u zoni ovjesa i petlje na = 1,546 / 3,295 = 0,469 prema tablici M.3 * = 0,78. Ukupna površina utjecajne zone suspenzije i zadebljanja petlje nalazi se po formuli (17)
za ovjes (promjer šipke 8 mm) prema tablici H.3 = 0,16, površina utjecajne zone prema formuli (17)
za nosač (promjer šipke 8 mm) prema tablici H.3 = 0,16, prema formuli (17)
za odstojnike (promjer šipke 4 mm) prema tablici H.3 = 0,05.
Prilikom određivanja ukupne površine zone utjecaja pet odstojnika, treba uzeti u obzir da je širina zone utjecaja sa strane spojnice ograničena rubom ploče i iznosi 0,09 m. na formulu (18)
Izračunajmo po formuli (14)
Smanjeni otpor prijenosa topline ploče određuje se formulom (11)
Tablica H.4
# G0 materijal sloja |
Debljina sloja, mm |
|||||
Daleko od inkluzija |
u području ovjesa i šarki |
horizontalni spoj |
vertikalni spoj |
|||
Vanjski armiranobetonski sloj | ||||||
Toplinski izolacijski sloj - ekspandirani polistiren | ||||||
Podloge od mineralne vune | ||||||
Unutarnji armiranobetonski sloj |
DODATAK P
Tehnički članak
Smrzavanje konstrukcija zimi i pregrijavanje ljeti, stvaranje kondenzacije i, kao rezultat, smanjenje njihovog vijeka trajanja, visoka potrošnja energije zgrade glavni su rezultati pogrešaka napravljenih u proračunima toplinske tehnike. U suvremenoj gradnji, razina toplinske otpornosti je važan parametar ogradnih konstrukcija, uz njihovu nosivost. Zahtjeve za stvaranje pouzdanog, ekološki prihvatljivog životnog okruženja s razumnom potrošnjom energije formira "Istraživački institut za građevinsku fiziku Ruska akademija arhitektura i građevinske znanosti“ (NIISF RAASN). Od stupanja na snagu skupa pravila koje je izradio SP 50.13330.2012 „Toplinska zaštita zgrada. Ažurirano izdanje SNiP 23-02-2003", pristup određivanju smanjenog otpora ogradnih konstrukcija značajno se promijenio. Sada, umjesto uobičajenih tabličnih vrijednosti koeficijenta toplinske ujednačenosti ogradnih konstrukcija, potrebno je izračunati svaku ogradnu konstrukciju zgrade zasebno. Koje su prednosti nova tehnika izračun u praksi?
Kao primjer ovojnice zgrade, razmotrite kombinirano krovište stambene stambene zgrade. Prilikom izračunavanja u skladu s metodom za određivanje smanjenog otpora opisanom u SNiP 23-02-2003, nećemo pronaći tablične vrijednosti homogenosti za takve vrste konstrukcija. Stoga se ostaje samo osloniti na svoju intuiciju i nasumično odabrati ove vrijednosti. Ili, oslanjajući se na podatke o građevinama koje su bliske vrijednosti, kao što su potkrovlje, čija je vrijednost homogenosti u rasponu od 0,5 do 0,9.
Prilikom rješavanja problema prema normama opisanim u Dodatku E SP 50.13330.2012, već sada možemo točno, na temelju specifične geometrije, odrediti vrijednost koeficijenta toplinske homogenosti predmetne strukture ili fragmenta. Za kombinirani krovni pokrov definiramo ravne, linearne i točkaste elemente koji čine ogradnu konstrukciju. Nabrojimo one najčešće. Ravno područje se odnosi na područje krova duž površine, na linearno - susjedno različiti tipovi parapeti, izlazi na krov, ventilacijske šahte itd., a do točke - pričvršćivači za izolaciju i hidroizolaciju. Zatim morate pronaći određeni geometrijski indeks svakog od elemenata prisutnih na krovu. Definiranjem: njegove površine za ravne, duljine za linearne i broja komada za točkaste elemente. U pravilu, za takve vrste konstrukcija među linearnim elementima, susjedni parapet ima najveći specifični geometrijski indeks.
Zatim je potrebno izračunati specifični gubitak topline koji prolazi kroz element. Da biste odredili ovaj parametar, možete koristiti gotove tablične vrijednosti dane u SP 230.1325800.2015, ili možete simulirati čvor u specijaliziranom programu za izračun toplinskih polja i sami odrediti specifične gubitke topline kroz čvor. Dobiveni rezultati unose se u tablicu u obliku E2 SP 50.13330.2012 i izračunava se smanjeni otpor prijenosa topline razmatranog fragmenta ogradne konstrukcije prema formuli E1 SP 50.13330.2012.
Sada, koristeći primjer, razmotrite kombinirani krov konvencionalnog dijela stambene stambene zgrade. U izračunu smanjenog otpora uzet ćemo dva elementa koji imaju najveći geometrijski indeks: područje krova duž površine i uz neizolirani parapet. Ostale elemente u izračunu ne uzimamo u obzir.
Početni podaci za izračun:
Površina krova je 263 m 2;
Duljina oslonaca na parapet 101 m;
Uvjetni otpor prijenosa topline homogenog dijela krova 5,526 m 2 * 0 S / W;
Toplinski otpor izolacijskog sloja na zidu 3 m 2 * 0 S / W;
Toplinska vodljivost baze parapeta 0,6 W / m 2 * 0 S;
Toplinski otpor izolacijskog sloja na pokrovnoj ploči 5 m 2 * 0 S / W;
Nema dodatne izolacije parapeta.
Napravimo izračun prema dostupnim parametrima, rezultate ćemo unijeti u tablicu 1 (obrazac sličan tablici E2). Vrijednosti specifičnih toplinskih gubitaka kroz parapet uzete su na temelju podataka u tablici D.42 SP 230.1325800.2015.
stol 1
Smanjeni otpor za takav dizajn bit će jednak R pr = 2,978 m 2 * 0 C / W. A vrijednost koeficijenta toplinske homogenosti je r = 0,54.
Primjer 1: Temperaturna polja parapetnog spoja. Opcija 1.*
Napravimo prilagodbe izvornim podacima. Smanjimo toplinsku vodljivost baze na 0,2 W / m 2 * 0 C i dodamo izolaciju visine 500 mm na parapet. Vrijednosti specifičnih toplinskih gubitaka kroz parapet uzete su na temelju podataka u tablici D.47 SP 230.1325800.2015.
Ispravimo tablicu 1.
Sada će smanjeni otpor za isti dizajn biti jednak R pr = 3,973 m 2 * 0 C / W. A koeficijent toplinske homogenosti je r = 0,72.
Primjer 2: Temperaturna polja parapetnog spoja. Opcija 2. *
Dakle, malim izmjenama u dizajnu spoja na parapet, a ne mijenjanjem debljine glavne izolacije, dobivamo povećanje smanjene vrijednosti otpora za 33% u odnosu na početnu vrijednost.
Na temelju gore navedenog možemo zaključiti: što su sve jedinice detaljnije i racionalnije, ne samo s gledišta nosivosti, već i s gledišta toplinske tehnike, to će zgrada manje gubiti toplinu kroz ogradne konstrukcije, a što je veća učinkovitost korištenja izolacije u takvim konstrukcijama.
U TECHNONICOLU možete naručiti kompletan toplinskotehnički proračun zgrade, prema metodologiji SP 50.13330.2012 ili izračun specifične jedinice za određivanje toplinskih gubitaka i ispunjavanje sanitarno-higijenskih zahtjeva.
Proračun koeficijenta toplinske ujednačenosti ogradnih konstrukcija prema tabličnim vrijednostima
- 1. Proračun koeficijenta toplinske homogenosti r prema formuli (2.7)
- Tablica B.1
- Tablica za određivanje koeficijenta ki
-
Krug prijenosa topline λm / λ Koeficijent ki na α / δ 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,5 2 ja 2 1,02 1,01 1,01 1,01 1 1 1 15 1,16 1,11 1,07 1,05 1,04 1,03 1,02 1,01 10 1,33 1,25 1,15 1,1 1,08 1,06 1,04 1,03 30 1,63 1,47 1,27 1,18 1,14 1,11 1,07 1,05 II 10 - 40 2,65 2,2 1,77 1,6 1,55 - - -III na c / δ 0,25 2 1,02 1,01 1,01 1,01 1,01 1,01 1,01 15 1,12 1,08 1,05 1,04 1,03 1,03 1,02 1,01 10 1,18 1,13 1,07 1,05 1,04 1,04 1,03 1,02 30 1,21 1,16 1,1 1,07 1,05 1,04 1,03 1,02 0,5 2 1,05 1,04 1,03 1,02 1,01 1,01 1,01 1,015 1,28 1,21 1,13 1,09 1,07 1,06 1,04 1,03 10 1,42 1,34 1,22 1,14 1,11 1,09 1,07 1,05 30 1,62 1,49 1,3 1,19 1,14 1,12 1,09 1,06 0,75 2 1,06 1,04 1,03 1,02 1,02 1,01 1,01 1,015 1,25 1,2 1,14 1,1 1,08 1,07 1,05 1,03 10 1,53 1,42 1,25 1,16 1,12 1,11 1,08 1,05 30 1,85 1,65 1,38 1,24 1,18 1,15 1,11 1,08 IV na c / δ 0,25 2 1,03 1,02 1,02 1,01 1,01 1,01 1 15 1,12 1,10 1,07 1,05 1,04 1,03 1,02 1,01 10 1,2 1,16 1,1 1,07 1,06 1,05 1,03 1,02 30 1,28 1,22 1,14 1,09 1,07 1,06 1,04 1,03 0,5 5 1,32 1,25 1,17 1,13 1,1 1,08 1,06 1,04 10 1,54 1,42 1,27 1,19 1,14 1,12 1,09 1,06 30 1,79 1,61 1,38 1,26 1,19 1,16 1,12 1,08 0,75 2 1,07 1,05 1,04 1,03 1,02 1,02 1,01 1,015 1,36 1,28 1,18 1,14 1,11 1,09 1,07 1,05 10 1,64 1,51 1,33 1,23 1,18 1,15 1,11 1,08 30 2,05 1,82 1,5 1,33 1,25 1,21 1,16 1,11 - Tablica B.2
- Tablica za određivanje koeficijenta ψ
-
Dijagram spoja koji provodi toplinu Vrijednosti koeficijenta ψ na αλt / δisol λisol 0,25 0,5 1 2 5 10 20 50 150 ja 0,024 0,041 0,066 0,093 0,121 0,137 0,147 0,155 0,19IIb - - - 0,09 0,231 0,43 0,665 1,254 2,491III na c / δ 0,25 0,016 0,02 0,023 0,026 0,028 0,029 0,03 0,03 0,0310,5 0,036 0,054 0,072 0,083 0,096 0,102 0,107 0,109 0,11 0,75 0,044 0,066 0,095 0,122 0,146 0,161 0,168 0,178 0,194 IV na c / δ 0,25 0,015 0,02 0,024 0,026 0,029 0,031 0,033 0,039 0,0480,5 0,037 0,056 0,076 0,09 0,103 0,12 0,128 0,136 0,15 0,75 0,041 0,067 0,01 0,13 0,16 0,176 0,188 0,205 0,22 - Primjer izračuna
- Odrediti smanjenu otpornost na prijenos topline panela s učinkovitom izolacijom (ekspandirani polistiren) i čeličnom oblogom javne zgrade.
- A. Polazni podaci
- Dimenzije panela 6 × 2 m. Konstruktivne i toplinske tehničke karakteristike panela:
- debljina čelične obloge 0,001 m, koeficijent toplinske vodljivosti λ = 58 W / (m ° C), debljina izolacije od polistirenske pjene 0,2 m, koeficijent toplinske vodljivosti 0,04 W / (m ° C).
- Prirubljivanje limenog materijala duž proširenih strana ploče dovodi do stvaranja toplinske vodljive inkluzije tipa IIb (Dodatak 5 * SNiP II-3-79 * (izd. 1998.)), širine a = 0,002 m.
- B. Postupak izračuna
- Otpor na prijenos topline od Rocon inkluzije i Ro ′ uključenja koji provodi toplinu:
- Rocon = 1 / 8,7 + 2 (0,001 / 58) + 0,2 / 0,04 + 1/23 = 5,16 m2 ° C / W;
- Ro ′ = 1 / 8,7 + (2 0,001 + 0,2) / 58 + 1/23 = 0,162 m2 °C.
- Vrijednost bezdimenzionalnog parametra toplinske vodljive inkluzije za tablicu. B.2
- aλt / δizolλisol = 0002 58 / (0,2 0,04) = 14,5
- Prema tablici. B.2 interpolacijom određujemo vrijednost ψ
- ψ = 0,43 + [(0,665 - 0,665) · 4,5] / 10 = 0,536
- Koeficijent ki prema formuli (2.8)
- ki = 1 + 0,536 = 52,94
- Koeficijent toplinske homogenosti ploče prema formuli (2.7)
- r = 1 / (0,002 6 52,94) = 0,593
- Smanjeni otpor prijenosu topline prema formuli (2.6)
- Ror = 0,593 * 5,16 = 3,06 m2 * ° C / W.
- 2. Proračun koeficijenta toplinske homogenosti r prema formuli (2.9)
- Tablica B.3
- Tablica za određivanje faktora utjecaja fi
-
Vrsta toplinske vodljive inkluzije Faktor utjecaja fi Zglobovi bez naslanja na unutarnje ograde sa susjednim unutarnjim ogradama bez rebara s rebrima, mm 10 20 Rcm / Rkcon: 1 ili više - - 0,07 0,120,9 - 0,1 0,14 0,170,8 0,01 0,13 0,17 0,190,7 0,02 0,2 0,24 0,260,6 0,03 0,27 0,31 0,340,5 0,04 0,33 0,38 0,410,4 0,05 0,39 0,45 0,480,3 0,06 0,45 0,52 0,55Prozorske kosine bez rebara s debelim rebrima 10 mm 20 mmδF ′ / δw ′: 0,2 0,45 0,58 0,670,3 0,41 0,54 0,620,4 0,35 0,47 0,550,5 0,29 0,41 0,480,6 0,23 0,34 0,410,7 0,17 0,28 0,350,8 0,11 0,21 0,28Zadebljanje unutarnjeg armiranobetonskog sloja Ry / Rkcon: 0,9 0,02 - -0,8 0,12 - -0,7 0,28 - -0,6 0,51 - -0,5 0,78 - -Fleksibilne vezice promjera, mm: 4 0,05 - -6 0,1 - -8 0,16 - -10 0,21 - -12 0,25 - -14 0,33 - -16 0,43 - -18 0,54 - -20 0,67 - - - Primjer izračuna
- Odrediti smanjeni otpor prijenosa topline Ror jednomodulne troslojne armiranobetonske ploče sa fleksibilnim spojevima s prozorskim otvorom velike stambene zgrade serije III.
- A. Polazni podaci
- Ploča debljine 300 mm sadrži vanjske i unutarnje armiranobetonske slojeve, koji su međusobno povezani s dva ovjesa (u zidovima), podupiračem koji se nalazi u donjoj zoni prozorske daske i odstojnicima: 10 - na vodoravnim spojevima i 2 - u područje nagiba prozora (sl. B. jedan).
- Riža. B.1. Troslojna panelna konstrukcija s fleksibilnim vezama
- 1 - odstojnici; 2 - petlja; 3 - privjesci; 4 - betonska zadebljanja (δ = 75 mm unutarnjeg armiranobetonskog sloja); 5 - podupirač
- Stol B.4 prikazuje projektne parametre ploče.
- U području ovjesa i šarki, unutarnji betonski sloj ima zadebljanja koja zamjenjuju dio izolacijskog sloja.
- Tablica B.4
- B. Postupak izračuna
- Struktura ograde sadrži sljedeće toplinske vodljive inkluzije: horizontalne i vertikalne spojeve, prozorske kosine, zadebljanje unutarnjeg armiranobetonskog sloja i fleksibilne spojeve (ovjese, podupirači, podupirači).
- Da bismo odredili koeficijent utjecaja pojedinačnih toplinskih vodljivih inkluzija, prethodno ćemo izračunati toplinske otpore pojedinih dijelova ploče pomoću formule (2.2):
- u zoni zadebljanja unutarnjeg armiranobetonskog sloja
- Ry = 0,175 / 2,04 + 0,06 / 0,042 + 0,065 / 2,04 = 1,546 m2 ° C / W;
- duž horizontalnog spoja
- Rjng = 0,1 / 2,04 + 0,135 / 0,047 + 0,065 / 2,04 = 2,95 m2 ° C / W;
- duž vertikalnog spoja
- Rjnv = 0,175 / 2,04 + 0,06 / 0,047 + 0,065 / 2,04 = 1,394 m2 ° C / W;
- toplinski otpor ploče daleko od inkluzija koje provode toplinu
- Rkcon = 0,1 / 2,04 + 0,135 / 0,042 + 0,065 / 2,04 = 3,295 m2 °C / W.
- Uvjetna otpornost na prijenos topline od inkluzija koje provode toplinu
- Rocon = 1 / 8,7 + 3,295 + 1/23 = 3,453 m2 ° C / W.
- Budući da ploča ima okomitu os simetrije, određivanje naknadnih vrijednosti provodi se za polovicu ploče:
- Odredite površinu polovice ploče bez uzimanja u obzir otvora prozora
- Ao = 0,5 * (2,8 * 2,7 - 1,48 * 1,51) = 2,66 m2.
- Debljina panela δw = 0,3 m.
- Odredimo površinu zona utjecaja Ai i koeficijent fi za svaki prekidač koji provodi toplinu na ploči:
- za horizontalni spoj
- Rjng / Rkcon = 2,95 / 3,295 = 0,895
- Prema tablici. B.3 fi = 0,1. Područje zone utjecaja prema formuli (2.10)
- Ai = 0,3 * 2 * 1,25 = 0,75 m2;
- za vertikalni spoj
- Rjnv / Rkcon = 1,394 / 3,295 = 0,423
- Prema tablici. B.3 fi = 0,375. Područje zone utjecaja prema formuli (2.10)
- Ai = 0,3 2,8 = 0,84 m2.
- za nagibe prozora pri δF ′ = 0,065 m i δw ′ = 0,18 m, prema tablici. B.3 fi = 0,374. Područje utjecajne zone polovice otvora prozora, uzimajući u obzir kutne dijelove, određuje se formulom (2.11)
- Ai = 0,5 * = 1,069 m2;
- za betonska zadebljanja unutarnjeg armiranobetonskog sloja u zoni ovjesa i petlje na Ry ′ / Rkcon = 1,546 / 3,295 = 0,469, prema tablici. B.3 fi = 0,78. Ukupna površina utjecajne zone suspenzije i zadebljanja petlje nalazi se po formuli (2.12)
- Ai = (0,6 + 2,0 0,3) (0,47 + 0,1) + (0,2 + 0,3 + 0,1) (0,42 + 0,3 + 0,075) = 1,161 m2 ;
- za ovjes (promjer šipke 8 mm) prema tablici. D.3 fi = 0,16, područje poziva utjecaja prema formuli (2.12)
- Ai = (0,13 + 0,3 + 0,14) (0,4 + 2 · 0,3) = 0,57 m2;
- za nosač (promjer šipke 8 mm) prema tablici. B.3 fi = 0,16, prema formuli (2.12)
- Ai = (0,13 + 0,3) (0,22 + 0,3 + 0,09) = 0,227 m2.
- za odstojnike (promjer šipke 4 mm) prema tablici. B.3 fi = 0,05.
- Prilikom određivanja ukupne površine zone utjecaja pet odstojnika, treba uzeti u obzir da je širina zone utjecaja sa strane spojnice ograničena rubom ploče i iznosi 0,09 m. prema formuli (2.13):
- Ai = 5 (0,3 + 0,3) (0,3 + 0,09) = 1,17 m2.
- Izračunajmo r po formuli (2.9)
- r = 1 / (1 + (0,84 0,375 + 0,75 0,1 + 1,069 0,374 + 1,161 0,78 + 0,57 0,16 + 0,227 0,16 + 1,17 0,05)) = 0,71
- Smanjeni otpor prijenosa topline ploče određuje se formulom (2.6)
- Ror = 0,71 3,453 = 2,45 m2 ° C / W.
Bilješka. Oznake i dijagrami se donose prema prilogu. 5 * SNiP II-3-79 * (izd. 1998.)
Bilješke:
1. Tablica prikazuje Rkcon, Rcm, Ry - toplinski otpor, m2 · ° C / W, odnosno, ploče izvan toplinske vodljive inkluzije, spoj, zadebljanje unutarnjeg armiranobetonskog sloja, određeno formulom (2.2); δF ′ i δw ′ - udaljenosti, m, od uzdužne osi okvira prozora do njegovog ruba i do unutarnje površine ploče.
2. Međuvrijednosti treba odrediti interpolacijom.
Slika H.1 - Sheme toplovodnih inkluzija u ograđenim strukturama
H.1 IZRAČUN KOEFICIJENTA TERMIČKE UNIFORMNOSTI PO FORMULI (12)
OVO PRAVI
Tablica H.1 - Određivanje koeficijenta
Koeficijent pri (slika H.1) |
||||||||||
Napomena - Oznake su uzete prema slici H.1. |
Primjer izračuna
Odrediti smanjenu otpornost na prijenos topline ploče s učinkovitom izolacijom (ekspandirani polistiren) i čeličnom oblogom industrijske zgrade.
Početni podaci
Veličina panela 6x2 m. Konstruktivne i toplinsko-tehničke karakteristike panela:
debljina čelične obloge 0,001 m, koeficijent toplinske vodljivosti ;
debljina izolacije od polistirenske pjene 0,2 m, koeficijent toplinske vodljivosti .
Prirubljivanje limenog materijala duž proširenih strana ploče dovodi do stvaranja toplinske vodljive inkluzije tipa IIb (slika H.1), širine = 0,002 m.
Postupak izračuna
Otpornost na prijenos topline dalje od inkluzije i spoja koji provodi toplinu:
Vrijednost bezdimenzionalnog parametra toplinske vodljive inkluzije prema tablici H.2
0,002 58 / (0,2 0,04) = 14,5.
Tablica H.2 - Određivanje koeficijenta
# G0 Shema toplovodnog spoja prema slici H.1 |
Vrijednosti koeficijenta pri (prema slici H.1 |
|||||||||
Prema tablici H.2, interpolacijom utvrđujemo vrijednost
0,43+[(0,665-0,43)4,5]/10=0,536.
Koeficijent, prema formuli (13)
Koeficijent toplinske ujednačenosti ploče prema formuli (12)
Smanjeni otpor prijenosu topline prema formuli (11)
H.2 IZRAČUN KOEFICIJENTA TERMIČKE UNIFORMNOSTI PO FORMULI (14)
OVO PRAVI
Primjer izračuna
Odrediti smanjeni otpor prijenosa topline jednomodulne troslojne armiranobetonske ploče sa fleksibilnim spojevima s prozorskim otvorom velike stambene zgrade serije III-133.
Početni podaci
Ploča debljine 300 mm sadrži vanjske i unutarnje armiranobetonske slojeve, koji su međusobno povezani s dva ovjesa (u zidovima), podupiračem koji se nalazi u donjoj zoni prozorske daske i odstojnicima: 10 - na vodoravnim spojevima i 2 - u području nagiba prozora (slika H. 2).
1 - odstojnici; 2 - petlja; 3 - privjesci;
4 - betonska zadebljanja (= 75 mm unutarnjeg armiranobetonskog sloja); 5 - podupirač
Slika H.2 - Konstrukcija troslojne ploče s fleksibilnim vezama
# M12293 0 1200037434 4120950664 4294967273 80 2997211231 403162211 2325910542 403162211 2520 Tablica N.4 prikazuje izračunati parametar S.
U području ovjesa i šarki, unutarnji betonski sloj ima zadebljanja koja zamjenjuju dio izolacijskog sloja.
Postupak izračuna
Struktura ograde sadrži sljedeće toplinske vodljive inkluzije: horizontalne i vertikalne spojeve, prozorske kosine, zadebljanje unutarnjeg armiranobetonskog sloja i fleksibilne spojeve (ovjese, podupirači, podupirači).
Za određivanje koeficijenta utjecaja pojedinačnih toplinskih vodljivih inkluzija, prethodno ćemo izračunati toplinske otpore pojedinih dijelova ploče pomoću formule (7):
u zoni zadebljanja unutarnjeg armiranobetonskog sloja
duž horizontalnog spoja
duž vertikalnog spoja
toplinski otpor ploče daleko od inkluzija koje provode toplinu
Uvjetna otpornost na prijenos topline od inkluzija koje provode toplinu
Budući da ploča ima okomitu os simetrije, određivanje naknadnih vrijednosti provodi se za polovicu ploče.
Odredite površinu polovice ploče bez uzimanja u obzir otvora prozora
Debljina panela = 0,3 m.
Odredimo površinu zona utjecaja i koeficijent za svaki prekidač koji provodi toplinu na ploči:
za horizontalni spoj
2,95/3,295=0,895.
Prema tablici H.3 = 0,1. Područje zone utjecaja prema formuli (15)
za vertikalni spoj
Tablica H.3 - Određivanje koeficijenta utjecaja
# G0 Vrsta spoja koji provodi toplinu |
Faktor utjecaja |
||||
Bez naslanja na unutarnje ograde |
Uz unutarnje ograde |
||||
Bez rebara |
S rebrima, mm |
||||
Prozorske kosine |
Bez rebara |
S rebrima, mm: |
|||
Fleksibilne vezice promjera, mm: |
|||||
Bilješke (uredi) |
|||||
1 Tablica prikazuje - toplinski otpor, odnosno, ploče izvan toplinske vodljive inkluzije, spoj, zadebljanje unutarnjeg armiranobetonskog sloja, određeno formulom (8); - udaljenost, m, od uzdužne osi prozora okvir do njegovog ruba i do unutarnje površine ploče. |
|||||
2 Međuvrijednosti treba odrediti interpolacijom. |
Prema tablici H.3 = 0,375. Područje zone utjecaja prema formuli (15)
;
za nagibe prozora na = 0,065 m i = 0,18 m, prema tablici H.3 = 0,374. Područje zone utjecaja polovice otvora prozora, uzimajući u obzir kutne dijelove, određuje se formulom (16)
za betonska zadebljanja unutarnjeg armiranobetonskog sloja u zoni ovjesa i petlje na = 1,546 / 3,295 = 0,469 prema tablici M.3 * = 0,78. Ukupna površina utjecajne zone suspenzije i zadebljanja petlje nalazi se po formuli (17)
za ovjes (promjer šipke 8 mm) prema tablici H.3 = 0,16, površina utjecajne zone prema formuli (17)
za nosač (promjer šipke 8 mm) prema tablici H.3 = 0,16, prema formuli (17)
za odstojnike (promjer šipke 4 mm) prema tablici H.3 = 0,05.
Prilikom određivanja ukupne površine zone utjecaja pet odstojnika, treba uzeti u obzir da je širina zone utjecaja sa strane spojnice ograničena rubom ploče i iznosi 0,09 m. na formulu (18)
Izračunajmo po formuli (14)
Smanjeni otpor prijenosa topline ploče određuje se formulom (11)
Tablica H.4
# G0 materijal sloja |
Debljina sloja, mm |
|||||
Daleko od inkluzija |
u području ovjesa i šarki |
horizontalni spoj |
vertikalni spoj |
|||
Vanjski armiranobetonski sloj | ||||||
Toplinski izolacijski sloj - ekspandirani polistiren | ||||||
Podloge od mineralne vune | ||||||
Unutarnji armiranobetonski sloj |
DODATAK P